鋰電池爆炸原因是哪些？鋰電池點(diǎn)焊工藝應(yīng)該注意什么？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2021-06-20 09:59
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鋰電池負(fù)極容量不足，含水量高，內(nèi)部短路保護(hù)，老化失效，過充過放，外部短路，外部擠壓，劇烈碰撞當(dāng)與正極相對(duì)的負(fù)極容量不足或完全沒有容量時(shí)，充電時(shí)產(chǎn)生的鋰部分或全部不能插入負(fù)極石墨的層間結(jié)構(gòu)，會(huì)沉淀在負(fù)極表面形成突起的枝晶。但是這個(gè)突起部分在下次充電時(shí)更容易造成鋰沉淀。經(jīng)過幾十到幾百次的充放電循環(huán)后，枝晶會(huì)生長，最終刺穿隔膜紙，導(dǎo)致內(nèi)部短路。
電芯會(huì)放電迅速，產(chǎn)生大量熱量，燒掉隔膜，導(dǎo)致更大的短路現(xiàn)象。高溫會(huì)將電解液分解成氣體，負(fù)極碳和隔膜紙會(huì)燃燒，導(dǎo)致內(nèi)壓過大。當(dāng)電芯的外殼無法承受這種壓力時(shí)，電芯就會(huì)爆炸。
如果水含量過高，水會(huì)與電芯的電解液反應(yīng)產(chǎn)生氣體。充電時(shí)會(huì)與產(chǎn)生的鋰反應(yīng)生成氧化鋰，使電芯的容量喪失，容易對(duì)電芯過度充電產(chǎn)生氣體。水的分解電壓低，充電時(shí)容易分解產(chǎn)生氣體。當(dāng)這一系列產(chǎn)生的氣體會(huì)增加電芯，的內(nèi)壓時(shí)，當(dāng)電芯的外殼無法承受時(shí)，電芯就會(huì)爆炸。
內(nèi)部短路由于內(nèi)部短路現(xiàn)象，電芯大電流放電，產(chǎn)生大量熱量，灼傷隔膜，造成更大的短路現(xiàn)象，使電芯產(chǎn)生高溫，將電解液分解成氣體，造成內(nèi)部壓力過大。當(dāng)電芯的外殼承受不住這種壓力時(shí)，電芯就會(huì)爆炸。激光焊接時(shí)，熱量通過外殼傳導(dǎo)到正耳，使正耳溫度升高。如果上膠帶沒有將正耳和振膜分開，熱的正耳會(huì)燒壞或使振膜紙收縮，導(dǎo)致內(nèi)部短路爆炸。
鋰電池高溫膠帶包裹負(fù)極耳
當(dāng)顧客在負(fù)耳點(diǎn)焊，時(shí)，熱量被傳導(dǎo)到負(fù)耳朵。如果高溫膠帶沒有貼好，負(fù)極耳上的熱量會(huì)燒壞隔膜，造成內(nèi)部短路爆炸。
粘底膠不能完全覆蓋底部
客戶在底部點(diǎn)焊鋁鎳復(fù)合帶時(shí)，會(huì)在底殼壁產(chǎn)生大量熱量，傳導(dǎo)到極芯底部。如果高溫膠帶沒有完全包裹隔膜，會(huì)燒壞隔膜，造成內(nèi)部短路和爆炸。
當(dāng)過充電芯過充時(shí)，正極釋放的過量鋰會(huì)改變正極的結(jié)構(gòu)，釋放的過量鋰容易阻止其插入負(fù)極，也容易引起負(fù)極表面的鋰沉淀。而且電壓在4.5V以上，電解液會(huì)分解產(chǎn)生大量氣體。以上都可能引起爆炸。
外部短路可能是由于操作不當(dāng)或誤用造成的。由于外部短路，電池放電電流很大，這將使電芯熱起來。高溫會(huì)使電芯內(nèi)部的隔膜收縮或完全損壞，導(dǎo)致內(nèi)部短路和爆炸。
鋰電池點(diǎn)焊工藝應(yīng)該注意些什么
1.鋰離子電池超聲波金屬點(diǎn)焊
由于電動(dòng)鋰離子電池芯的正極片是由鋁帶制成的，錫，無法直接焊接，因此需要添加鎳帶。通常采用超聲波金屬點(diǎn)焊方法：利用超聲波發(fā)生高頻振蕩，使兩塊金屬板之間的摩擦局部受熱，導(dǎo)致熔合連接。頻率：20K ~ 35KHZ，時(shí)間：0.3秒左右。注意為金屬超聲波焊機(jī)選擇合適的焊接設(shè)備。注意使用合適的焊接參數(shù)。防止正鋁帶過度焊接，否則容易斷裂。防止正鋁條焊接不良，否則容易切斷電池；
2.鋰離子電池的錫焊接連接
重要原則：焊接錫線通過加熱烙鐵熔化，使錫材料附著在焊接部分，冷卻后連接。
1)烙鐵分類：
A.內(nèi)部加熱型和外部加熱型，內(nèi)熱式烙鐵加熱迅速。
普通烙鐵，溫烙鐵，防靜電常數(shù)溫烙鐵
2)烙鐵功率：30W、35W、40W、50W、55W、60W、65W等。
3)烙鐵溫度：根據(jù)錫面積和錫用量設(shè)定。如果溫度太低，錫線不會(huì)很快熔化，這會(huì)影響焊接速度。如果溫度太高，焊接的焊點(diǎn)將不會(huì)平滑。烙鐵的溫度一般設(shè)定在36010
4)焊接姿勢(shì)：大方自然，坐姿端正。
5)焊接工藝：有握筆法和直接握法。
6)焊接角度：握筆法的焊接角度在30 ~ 60之間，最佳角度是烙鐵頭與被焊物體成45。
7)焊接成分錫： 錫(錫)60 ~ 63%，鉛(鉛)40~37%，松香1.0% ~ 1.2%，一些現(xiàn)有的公司開始采用無鉛焊接錫
8)焊接時(shí)間：小于3S
9)方法：先將烙鐵放在焊接部位，然后將錫線放在焊頭和焊接部位之間的間隙中。
10)焊接量：用適量錫可包裹待焊物體10)焊接質(zhì)量：焊點(diǎn)光亮均勻、牢固，無錫，漏焊、假焊、無氣孔、無分層。焊點(diǎn)的大小與錫接觸的熱量有關(guān)
3.鋰離子電池外殼的超級(jí)焊接工藝及要求
1)外殼的封裝連接一般采用超聲波塑料焊接方法。
2)工作原理：超聲波的高頻振蕩使上下殼體之間產(chǎn)生摩擦，局部溫度急劇上升，產(chǎn)生高熱，兩個(gè)粘接部位之間會(huì)發(fā)生材料的塑性流動(dòng)，在壓力作用下固化形成均勻的焊接。
3)選擇合適的超聲波焊接機(jī)，
4)使用合適的焊接參數(shù)：功率因數(shù)：力速度，力包括壓力(氣壓)和下降速度。速率包括頻率和振幅，能量=功率時(shí)間頻率：20KHZ焊接時(shí)間和保持時(shí)間。
5)在外殼和保護(hù)板的設(shè)計(jì)中應(yīng)特別注意尺寸配合，以防止超范圍或過緊。
6)保護(hù)板的厚度和構(gòu)件的布置應(yīng)充分考慮超聲波的影響，防止構(gòu)件被震松。
7)焊接效果有：塑料材料、焊接設(shè)計(jì)、模具等。8)過焊質(zhì)量：無過度損傷，無熔膠，無超高，焊絲均勻，焊接緊密。樣品落在1m高的木板上，X、Y、Z面落一次(共六次)，符合要求。
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